Cât de rapidă este atosecunda?

Premiul Nobel pentru fizică din 2023 a fost acordat la trei oameni de știință pentru cercetările lor asupra atosecundei, care ar putea duce la progrese în electronică și chimie.

Cei trei oameni de știință Pierre Agostini, Ferenc Krausz și Anne L'Huillier au primit Premiul Nobel pentru Fizică în 2023. Foto: CNN

Academia Regală Suedeză de Științe a anunțat, pe 3 octombrie, la ora 16:45 (ora Hanoi), că oamenii de știință Pierre Agostini (55 de ani), Ferenc Krausz (61 de ani) și Anne L'Huillier (65 de ani) sunt laureați ai Premiului Nobel pentru Fizică pe 2023, pentru metodele lor experimentale care ajută la crearea de impulsuri de lumină de ordinul atosecundelor pentru a studia dinamica electronilor în materie.

Munca lor cu lasere oferă oamenilor de știință instrumente pentru a observa și, eventual, chiar a controla electronii. Acest lucru ar putea conduce la progrese în multe domenii, cum ar fi electronica și chimia.

O atosecundă este o miliardime dintr-o miliardime dintr-o secundă. Mai simplu spus, numărul de atosecunde dintr-o secundă este echivalent cu numărul de secunde din întreaga istorie de 13,8 miliarde de ani a universului. Potrivit lui Hans Jakob Woerner, cercetător la Institutul Federal Elvețian de Tehnologie (ETH Zurich), atosecunda este cea mai scurtă perioadă de timp pe care oamenii o pot măsura direct.

Capacitatea de a opera în acest interval de timp este crucială, deoarece aceasta este viteza cu care electronii - componentele vitale ale unui atom - funcționează. De exemplu, unui electron îi ia 150 de atosecunde să se deplaseze în jurul nucleului unui atom de hidrogen.

Aceasta înseamnă că studierea atosecundelor le permite oamenilor de știință să acceseze un proces fundamental care anterior era inaccesibil. Toate dispozitivele electronice sunt afectate de mișcarea electronilor, iar limita actuală de viteză este de nanosecunde, potrivit lui Woerner. Dacă microprocesoarele ar fi convertite în atosecunde, procesarea informațiilor de un miliard de ori mai rapidă ar deveni posibilă.

Un atom este alcătuit dintr-un nucleu alcătuit din protoni și neutroni, înconjurat de electroni. (Imagine: Rost-9D/Getty)

Fizicianul suedez de origine franceză, Anne L'Huillier, a fost prima care a descoperit un instrument care avea să dezvăluie lumea atosecundei. Acest instrument folosește lasere de mare putere pentru a genera impulsuri de lumină în intervale extrem de scurte.

Franck Lepine, cercetător la Institutul Francez de Lumină și Materie, care a lucrat anterior cu L'Huillier, descrie instrumentul ca fiind similar cu o peliculă creată pentru electroni. El îl compară cu munca a doi cineaști francezi pionieri - frații Auguste și Louis Lumière - care au construit scene prin realizarea unei serii de fotografii. Potrivit lui John Tisch, profesor de fizica laserelor la Imperial College London, este ca un dispozitiv cu impulsuri de lumină extrem de rapide care pot fi proiectate pe materiale pentru a aduna informații despre reacțiile lor de-a lungul timpului.

Toți cei trei câștigători de ieri dețineau anterior recordul mondial pentru cel mai scurt impuls luminos. În 2001, o echipă de cercetare condusă de omul de știință francez Pierre Agostini a creat un impuls luminos cu o durată de doar 250 de atosecunde. Echipa lui L'Huillier a depășit acest record cu 170 de atosecunde în 2003. În 2008, fizicianul austro-ungar Ferenc Krausz a redus acest record cu mai mult de jumătate, cu un impuls de 80 de atosecunde.

Echipa de cercetare a lui Woerner deține în prezent recordul mondial Guinness pentru cel mai scurt impuls luminos, cu o durată de 43 de atosecunde. Woerner estimează că acest timp ar putea fi redus în continuare la doar câteva atosecunde cu ajutorul tehnologiei actuale.

Experții spun că tehnologia atosecundelor nu este încă răspândită, dar viitorul pare promițător. Până în prezent, oamenii de știință au reușit să utilizeze atosecundele în principal pentru a observa electroni. Controlul electronilor și manipularea mișcării acestora sunt, în esență, încă imposibil de realizat sau abia încep să devină fezabile, potrivit lui Woerner. Acest lucru ar putea face dispozitivele electronice mult mai rapide și ar putea declanșa o revoluție în chimie.

„Nu ne vom limita la ceea ce fac moleculele în mod natural, ci le vom putea adapta nevoilor noastre”, a spus Woerner. El a adăugat că „chimia atto” ar putea duce la celule solare mai eficiente sau chiar la utilizarea energiei luminoase pentru a produce combustibili curați.

Thu Thao (conform AFP )

Legătură sursă: https://vnexpress.net/atto-giay-nhanh-den-dau-4660582.html